اثر نانوذرات سیلیکا بر ارتعاشات پوسته استوانه ای: مطالعه تجربی و عددی

در این تحقیق، اثر حضور نانوذرات سیلیکا بر رفتار ارتعاشی پوسته استوان های مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا، نمونه های نانوکامپوزیت با درصدهای وزنی مختلف ۰ % (به عنوان نمونه خالص)، ۱ ،% ۳ % و ۵ % ازنانوذرات سیلیکا تهیه شدند. سپس، خواص مکانیک ی این نمونه ها از طریق آزمون های تجربی به دست آمد. در مرحله بعد، از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول برای استخراج معادلات حاکم بر پوسته استوانه ای استفاده شد. این معادلات با بهره گیری از روش عددی GDQ حل شده و فرکانس های طبیعی مربوطه محاسبه گردیدند. نتایج تجربی نشان دادند که با افزودن ۱ % وزنی نانو سیلیکا، مدول یانگ ۱۵.۵ % افزایش یافته و با افزودن ۳ % وزنی، این مقدار به ۲۶.۲ % ارتقا می یابد. هرچند با افزودن ۵ % وزنی نانو سیلیکا، روند بهبود در خواص مکانیکی ادامه دار نبود که این موضوع به پدیده کلوخگی نسبت داده شد. در تحلیل عددی، افزودن ۳ % وزنی نانو ذرات سیلیکا، مقدار اولین فرکانس طبیعی را حدود ۹ % افزایش داد. و این افزایش مقدار فرکانس در فرکانس دوم نیز مشاهده شد. همچنین، ارزیابی اهمیت شرایط مرزی و هندسه پوسته نسبت به افزودن نانوذرات سیلیکا نیز مورد ارزیابی قرار گرفت.

کلیدواژه ها:

نانوذرات سیلیکا ، ارتعاشات ، پوسته استوانه ای ، GDQ